科学探究凸透镜成像

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1、第五节科学探究：凸透镜成像名师导航知识梳理凸透镜1.凸透镜是利用原理制成的光学器件，其形状中央较、边缘较0它是、及等光学仪器的基木元件。2.—束平行光通过凸透镜后将会聚于一点，凸透镜对光有作用，所以凸透镜又叫做3.如图4・5・1所示，通过两个球面球心的直线，叫做透镜的,简称o平行于主光轴的平行光线经凸透镜会聚的点称为,焦点到凸透镜中心的距离称为o凸透镜的屮心称为o凸透镜成像4.物体到透镜中心的距离简称为；像到透镜中心的距离简称为o5.当物体位于凸透镜的处时，成等大、倒立的像；当物体位于凸透镜之间时，成放大、倒立的像；当物体位于凸透镜之外时，成

2、缩小、的像；当物体位于凸透镜以内时，成、正立的虚像。凹透镜6.叫凹透镜。凹透镜对光有作用，所以凹透镜又叫做。平行于主光轴的平行光经凹透镜发散后，其叫凹透镜的焦点。•学习本节知识前要回顾前而光的折射的有关知识，知道光从一种介质斜射入另一种介质时，传播方向会发生偏转。从而进一步学习凸透镜、凹透镜会使光向哪个方向偏转，并通过实验探究凸透镜成像的基本规律。•在学习本节知识时，可以分成两个主要内容：一是对比学习凸透镜和凹透镜的结构、基本概念、光学性质、应用等基本知识；二是重点探究凸透镜成像的规律。•在进行探究凸透镜成像活动前，针对生活屮的一些利用凸透镜

3、成像的实例引发一些思考，从而激发探究欲望和兴趣。进行探究活动时，要有探究方案，明确科学探究的目的，考虑选用哪些器材？用什么探究方法？如何排除无关因素的影响等等。可以采用分组进行，使用不同焦距的凸透镜进行探究，然后再相互交流各组的探究结果，从而进行总结得出凸透镜成像的规律。疑难突破1.透镜对光线的作用剖析：（1）凸透镜对光线有会聚作用，具体分析如下：①凸透镜对平行光的会聚作用乩平行于主光轴的光线经过凸透镜后会聚到焦点上，如图451甲所示。b.由于光路是可逆的,若把光源放在焦点上，光源射向凸透镜的光，经过凸透镜折射后将变为平行光。实验室可以利用凸

4、透镜得到平行光，如图4-5-1乙所示。图451②凸透镜对不平行光的会聚作用凸透镜对光线的会聚作用，并不一定会聚到焦点或一点，而是指光线通过凸透镜折射后,折射光线比原来的入射光线沿原方向传播更偏近主光轴，使它的光束变窄、变收缩，如图4-5-2所示。甲图中，原来会聚的光线经过凸透镜折射后，变得更会聚，交于焦点以内；乙图中，原來发散的光线经过凸透镜后会聚在焦点之外；丙图中，点光源S发出的光经过凸透镜折射后仍然是发散光线，只是比原来会聚了。丙图4・5・2是指从透镜出射的光线相对入射光线更偏离主轴。具体分（2）凹透镜对光线有发散作用，析如下：①凹透镜对

5、平行光的发散作用a.平行于主光轴的光线经过凹透镜折射后，发散射岀，折射光线的反向延长线经过虚焦点，如图4・5・3甲所示。b.rfl光路可逆性可知，会聚地射向凹透镜对侧虚焦点的光线，经凹透镜折射后，平行于主光轴射出，如图4-5-3乙所示。图4-5-3②凹透镜对不平行光的发散作用如图4・5・4所示。甲图中，射向凹透镜对侧虚焦点以内的会聚光线，经凹透镜折射后依然会聚，不过变得发散些了；乙图中，射向凹透镜对侧焦点以外的会聚光线变成发散光线。根据光路的可逆性，甲、乙两图还可以演变成另外两种情况，自己试试。0A图454•由光的折射可知,光从一种介质斜射入

6、另一种介质时，光的传播方向一般会发生偏折,光从空气中斜射入玻璃中时的情况，类似于光从空气中斜射入水中的情况，折射角小于入射角。凸透镜对光线有会聚作用，是指从凸透镜出射的光线相对入射光线更偏向主光轴，使它的光束变窄、变收缩。不能将会聚作用理解为出射光线一定是会聚的、交于一点。理解凸透镜的会聚作用关键是要分清会聚光线和会聚作用的含义。•同样地，对凹透镜对光线有发散作用的理解，则是指从凹透镜射出的光线相对原來的入射光线更偏离主光轴，使光束变宽、变发散。不能将发散作用理解为出射光线一定是发散的，也有可能出射光线是发散的、平行的、相交的。在学习凸透镜、

7、凹透镜对光的性质时，可以把二者放在一起进行对照比较加以辨析。可以从动手的角度进行实验探究进行对照；也可以根据光的折射画出光的传播方向的光路图进行比较对照；还可以多方而结合进行理解。1.凸透镜成像的规律剖析：根据物体放在凸透镜前的位置不同，所成的像也不同，故凸透镜成像可以分为五种情况：（1）物距大于2倍焦距时（u>2f）,凸透镜成倒立、缩小的实像，此时像与物分居于凸透镜的两侧，像距大于1倍焦距但小于2倍焦距（fvvv2f）。（2）物距等于2倍焦距时（u=2f）,凸透镜成倒立、等大的实像，此时像与物分居于凸透镜的两侧,像距和物距相等,都等于2倍焦

8、距（v二2f）。⑶当物体到凸透镜的距离大于1倍焦距而小于2倍焦距时（fvuv2f）,凸透镜成倒立放大的实像，此时像与物分居于凸透镜的两侧，像距大于2倍焦距（v>2f